專利名稱：一種制備d-絲氨酸的化學-酶法的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種制備D-絲氨酸的化學-酶法，屬于生物催化水解制備手性藥物中間體技術領域。
背景技術：
D-絲氨酸是一種內源性腦信息協傳物質，可用于預防或治療腦缺血或缺氧所致腦損傷。D-絲氨酸也是一些手性藥物如環絲氨酸、拉科酰胺等的重要中間體。環絲氨酸 (Cycloserine)亦稱氧霉素，是從鏈霉菌代謝物中發現的一種廣譜抗生素，對結核病、非結核性呼吸道感染、中耳炎、腹瀉等均有一定的療效，臨床上主要用于抗結核桿菌，特別是對鏈霉菌產生耐藥性的結核桿菌。環絲氨酸不僅作為抗結核病的二線藥物應用于臨床，而且也是合成非經典β-內酰胺抗生素Lactivicin的重要中間體。拉科酰胺(Lacosamide)系比利時UCB公司開發的新型N-甲基-D-門冬氨酸受體甘氨酸結合位點拮抗劑，于2008年 8月和10月先后在歐盟和美國批準上市。拉科酰胺系新型功能性氨基酸類抗驚厥藥物，具有雙重抗驚厥作用，可選擇性促進鈉離子通道緩慢失活，并調控塌陷反應介導蛋白-2，從而延緩甚至阻止癲癇發作以及減輕糖尿病神經性疼痛。臨床研究表明，拉科酰胺與其它抗驚厥藥相比耐受性好，且不良反應(如嗜睡及認知和行為障礙)更輕。D-絲氨酸的制備方法主要有物理拆分法、化學拆分法、生物拆分法和不對稱轉換法。1)物理拆分法。Seung-Hee Son 等(J. Appl. Poly. Sci. , 2007, 104)采用界面聚合技術制備分子印跡膜，該膜能選擇性透過D-絲氨酸，拆分DL-絲氨酸時，由于D-絲氨酸的擴散速度快于L-對映體，復合膜中D-絲氨酸ee80%。馬云峰等(CN1900052)采用誘導結晶法制備L-絲氨酸和D-絲氨酸，收率96%以上。顯然，由于物理拆分法選擇性差，制備的D-絲氨酸光學純度不能滿足質量要求。2)化學拆分法。吳劉洋等(氨基酸與生物資源，2007，2)以DL-絲氨酸為原料，經甲酯化后與L-2，3-二苯甲酰酒石酸形成D-絲氨酸甲酯*L-2，3-二苯甲酰酒石酸鹽，經水解制備D-絲氨酸，收率48. 8%。3)生物拆分法。生物拆分制備D-絲氨酸的方法主要包括酰化酶法、脫氨酶法、 合成酶法、海因酶法等。朱延新等(CN1834257)以乙酰甘氨酸為原料，與甲醛反應制備 DL-N-乙酰絲氨酸，然后采用酰化酶或蛋白酶拆分得到D-絲氨酸。焦慶才等(CN101659978) 以DL-2-氨基-3-烷氧基丙酸為原料，經乙酰化得到DL-N-乙酰-2-氨基-3-烷氧基丙酸， 然后采用氨基酰化酶拆分制備D-絲氨酸。池田創等(CN1280424)利用高活性的絲氨酸脫氨酶重組菌株，降解DL-絲氨酸中的L-對映體制備D-絲氨酸。安樂城正等(CN101040047)利用具有D-絲氨酸合成酶活性的基因工程菌，以甲醛和甘氨酸為原料制備D-絲氨酸。龐敏等 (食品與發酵工業，2008，10)以吲哚和DL-絲氨酸為原料，利用大腸桿菌色氨酸酶制備L-色氨酸和D-絲氨酸。日本專利(JP61152291)公開了通過微生物作用由DL-羥甲基乙內酰脲形成N-氨甲基-D-絲氨酸，然后水解制備D-絲氨酸的方法。此外，日本專利(JP591895)公開了利用酪氨酸酶催化DL-絲氨酸和苯酚反應，制備L-酪氨酸和D-絲氨酸的方法。
4)不對稱轉換法。廖本仁等(CN101735085)公開了一種不對稱轉換制備D-絲氨酸的方法。DL-絲氨酸甲酯在消旋劑2-醛基吡啶存在下，與L- 二苯甲酰酒石酸(L-DBTA) 形成D-絲氨酸甲酯· L-DBTA 二鹽，L-絲氨酸甲酯· L-DBTA 二鹽同時實現消旋化，D-絲氨酸收率78-88%，化學純度和光學純度均大于99%。
發明內容
本發明的目的是提供一種新的制備D-絲氨酸的化學-酶法。利用具有高度對映選擇性的固定化青霉素酰化酶，拆分DL-N-苯乙酰絲氨酸為L-絲氨酸、苯乙酸和D-N-苯乙酰絲氨酸，D-N-苯乙酰絲氨酸酸解為苯乙酸和D-絲氨酸。技術路線如下
權利要求
1.一種制備D-絲氨酸的化學-酶法，其特征是包括以下步驟(1)DL-N-苯乙酰絲氨酸制備在0 10°C和pH8 12的條件下，將摩爾比為1:1 3的DL-絲氨酸與酰化劑攪拌反應6-Mh，反應完成后用鹽酸調pHl 2，析出DL-N-苯乙酰絲氨酸固體；(2)DL-N-苯乙酰絲氨酸酶催化水解在20 40°C和pH8 10條件下，0.1 0. 5mol/ L DL-N-苯乙酰絲氨酸在固定化青霉素酰化酶催化下水解8-32h，固定化酰化酶與DL-N-苯乙酰絲氨酸的質量比為1 :3 10，反應完成后，抽濾，除去固定化青霉素酰化酶，濾液中加入硫酸銅，抽濾，除去L-絲氨酸銅絡合物，濾液用濃鹽酸調pHl 2，抽濾，固體用冷水洗滌，得D-N-苯乙酰絲氨酸；(3)D-絲氨酸制備D-N-苯乙酰絲氨酸溶于3 8mol/L的鹽酸中，在90 120°C下水解4 15小時，水解液用活性炭脫色，脫色液濃縮至水解液體積的1/5 1/10，用與所得濃縮液等體積的乙酸乙酯萃取苯乙酸三次，水相調pH5.8，0 5°C下，靜置過夜，過濾后濾餅用少量去離子水洗滌，烘干得到D-絲氨酸。
2.根據權利要求1所述的DL-N-苯乙酰絲氨酸的制備方法，其特征是步驟(1)中DL-絲氨酸衍生為DL-N-苯乙酰絲氨酸的酰化劑為苯乙酸、苯乙酸甲酯、苯乙酰氯或苯乙酰溴。
3.根據權利要求1所述的D-絲氨酸制備方法，其特征是步驟(2)中L-絲氨酸和 D-N-苯乙酰絲氨酸的分離采用金屬絡合的方式分離。
全文摘要
本發明提供一種制備D-絲氨酸的化學-酶法。該方法以DL-絲氨酸為原料，利用酰化劑衍生為DL-N-苯乙酰絲氨酸。以固定化青霉素酰化酶為生物催化劑，在水介質中對映選擇性催化DL-N-苯乙酰絲氨酸水解為L-絲氨酸、苯乙酸和D-N-苯乙酰絲氨酸。利用金屬絡合、等電點結晶的方法，分離得到光學純D-苯乙酰絲氨酸。D-N-苯乙酰絲氨酸經酸解、濃縮、結晶可得D-絲氨酸。D-絲氨酸收率為45%，ee99.6%。本發明提出的方法具有收率、化學純度和光學純度高，環境友好的特點，適合D-絲氨酸的規模化生產。
文檔編號C07C227/20GK102321695SQ20111029220
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者夏仕文, 方國蘭 申請人:重慶郵電大學